Как и обещал, расскажу о трех основных устройствах защиты, применяемых в промышленности и гражданском секторе.
К основным устройствам защиты от поражения электрическим током можно отнести:
- Разделительные трансформаторы
- УЗО (устройства защитного отключения)
- Системы заземления
Рассмотрим их отдельно.
1. Разделительные трансформаторы
1.1 Конструктив трансформаторов
Разделительные трансформаторы представляют собой устройства, в которых первичная и вторичная обмотки не имеют гальванической связи, т.е. первичная и вторичная обмотка не имеют соединений. Причем напряжение U1=U2.
1.2 Принцип действия.
За счет отсутствия гальванической связи и обеспечивается безопасность. В нормальном (рабочем) состоянии между любым из выводов трансформатора и "землей" нет напряжения. Без разделительного трансформатора между фазой и землей разность потенциалов равна 220 Вольт. (Это связано с системой заземления, о которой расскажу в одной из следующих статей.)
К разделительным трансформаторам так же относятся понижающие трансформаторы (U1>U2).
Автотрансформаторы (с возможностью подстраивать вторичное напряжение) к числу разделительных НЕ относятся!, т.к. присутствует гальваническая связь.
2. Устройства защитного отключения (УЗО)
Данный тип устройств следует называть "устройствами дифференциальной защиты", т.к. УЗО - лишь один из представителей семейства.
К этому семейству устройств защиты относятся:
- УЗО
- Автоматические выключатели с дифференциальной защитой
- Реле защиты от утечки на землю
2.1 Конструктивные особенности
Конструктивной особенностью данных устройств является наличие "суммирующего трансформатора". Через "суммирующий трансформатор" проходят все проводники ОДНОЙ, защищаемой линии.
2.2 Принцип действия.
В принципе работы заложены два закона:
- Закон Кирхгофа (о сумме токов одной цепи)
- Закон Ленца (о намагничивании сердечников)
Без утечки: сумма токов в проводниках, проходящих через "суммирующий трансформатор" (магнитопровод), равна НУЛЮ. Следовательно, в магнитопроводе не возникает магнитного потока, а во вторичной обмотке не возникает ток. Устройство остается в режиме "готовности".
Как только возникает ток утечки (например, в следствии повреждения изоляции), сумма токов в проводниках, проходящих через "суммирующий трансформатор" (магнитопровод), равна току утечки. Этот ток создает в магнитопроводе магнитный поток, во вторичной обмотке возникает ток. Исполнительный механизм реагирует на этот ток и отключает поврежденную линию.
3. Системы заземления
Суть заземления заключается в соединении металлических корпусов аппаратов с Землей в прямом смысле слова. (Виды систем заземления более подробно будут рассмотрены в следующих статьях.) Это гарантирует отключение защитного аппарата (автомата или предохранителя) при попадании фазы на корпус.
В системах заземления есть еще одно мероприятие, называемое "системой уравнивания потенциалов". Его суть в объединении всех металлических поверхностей и конструкций в одну сеть. Это гарантирует, что между двумя любыми точками будет один и тот же потенциал, т.е. разность потенциалов (напряжение) равна нулю.
В следующей статье расскажу об очень важных устройствах защиты сети от грозовых (импульсных) перенапряжений. Эта информация будет особенно актуальна для владельцев частных домов.